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1、恒定電流 第二講
一、選擇題
1.如右圖所示電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí),A、B兩燈亮度的變化情況為( )
A.A燈和B燈都變亮
B.A燈和B燈都變暗
C.A燈變亮,B燈變暗
D.A燈變暗,B燈變亮
解析: 滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小,電路的總電阻減小,總電流增大,路端電壓減小,故A、B燈都變暗,B正確.
答案: B
2.(2020·重慶理綜)某電容式話筒的原理示意圖如右圖所示,E為電源,R為電阻,薄片P和Q為兩金屬極板.對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí),P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng).在P、Q間距增大過(guò)程中( )
A.P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大
B.P上
2、電荷量保持不變
C.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低
D.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高
解析: 由C=可知PQ間距離d增大時(shí)電容C減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤.電容減小將放電,電荷量減小,故B項(xiàng)也錯(cuò).放電時(shí)電流從M點(diǎn)經(jīng)R到N點(diǎn),說(shuō)明M點(diǎn)電勢(shì)高于N點(diǎn)電勢(shì),所以C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)正確.
答案: D
3.如右圖所示電路,電源內(nèi)阻不能忽略,R的阻值小于變阻器的總電阻,開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P停在變阻器的中點(diǎn),穩(wěn)定后滑片P由中點(diǎn)向上移動(dòng)至頂端的全過(guò)程中( )
A.電壓表的示數(shù)先減小后增大
B.電壓表的示數(shù)先增大后減小
C.電流表的示數(shù)先增大后減小
D.電流表的示數(shù)先減小后增大
解析: 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由中點(diǎn)向上移動(dòng)過(guò)
3、程中,原來(lái)與變阻器上端串聯(lián)部分的電阻減小,而另一支路的電阻增大,因兩支路的電阻之和不變,故兩支路的電阻相等時(shí),對(duì)應(yīng)的等效電阻最大,所以電路的總電阻先變大,再變小,故路端電壓,即電壓表的示數(shù)先增大后減小,B正確,A錯(cuò)誤.在示數(shù)增大過(guò)程中,滑片P上滑,所在支路電阻減小,電流增大;在示數(shù)減小過(guò)程中,所在支路電阻比電壓減小得更快,電流也是增大的,即示數(shù)應(yīng)一直增大.所以C、D錯(cuò).
答案: B
4.如右圖所示,一只玩具電動(dòng)機(jī)用一節(jié)干電池供電,閉合開(kāi)關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較慢,經(jīng)檢測(cè),電動(dòng)機(jī)性能完好;用電壓表測(cè)a與b間電壓,只有0.6 V;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S,測(cè)得a與b間電壓接近1.5 V,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較慢的
4、原因是( )
A.開(kāi)關(guān)S接觸不良 B.電動(dòng)機(jī)接線接觸不良
C.電動(dòng)機(jī)兩端接線短路 D.電池過(guò)舊,內(nèi)阻過(guò)大
解析: 本題考查了電源的電勢(shì)和內(nèi)阻等知識(shí).開(kāi)關(guān)S接觸不良、電動(dòng)機(jī)接線接觸不良、電動(dòng)機(jī)兩端接線短路,電動(dòng)機(jī)就不會(huì)旋轉(zhuǎn)了,而不是轉(zhuǎn)得慢.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)得慢的原因是電池過(guò)舊,內(nèi)阻過(guò)大,電動(dòng)機(jī)兩端的電壓過(guò)低造成的,D正確.
答案: D
5.如右圖所示,在U-I圖象上,a、b、c各點(diǎn)均表示該電路中的一個(gè)確定的工作狀態(tài),α=β=45°,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.在b點(diǎn)時(shí),電源有最小的輸出功率
B.在b點(diǎn)時(shí),電源的總功率最大
C.從a→b,β增大,電源的總功率和輸出功率
5、都增大
D.從b→c,β增大,電源的總功率和輸出功率都減小
解析: 在b點(diǎn)時(shí),電源的內(nèi)阻等于外電阻,電源有最大的輸出功率,電源的總功率P總=IE,電流越大總功率越大,外電阻為零時(shí)總功率最大.從a→b,β增大,外電阻增大,電流減小,電源的總功率減小,輸出功率增大.從b→c時(shí),β增大,電流減小,電源的總功率和輸出功率都減?。_答案為D.
答案: D
6.如右圖所示,C為兩極板水平放置的平行板電容器,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點(diǎn)位置時(shí),懸在電容器C兩極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).要使塵埃P向下加速運(yùn)動(dòng),下列方法中可行的是( )
A.把R2的滑片向左移動(dòng)
6、
B.把R2的滑片向右移動(dòng)
C.把R1的滑片向左移動(dòng)
D.把開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)
解析: 要使塵埃向下加速運(yùn)動(dòng),必須減小電場(chǎng)力,即減小板間電壓.由于滑動(dòng)變阻器R1處于斷路,調(diào)節(jié)不會(huì)有效果,C錯(cuò);電容器兩板間電壓等于滑動(dòng)變阻器R2滑片左邊部分的電壓,因此要把R2的滑片向左移動(dòng),A對(duì);斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),電容器的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì),板間電壓會(huì)增大,D錯(cuò).
答案: A
7.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,某研究性學(xué)習(xí)小組利用壓敏電阻判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖甲所示,將壓敏電阻和兩塊擋板固定在升降機(jī)內(nèi),中間放一個(gè)絕緣重球,當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí),電流表的示數(shù)為I0,在升降機(jī)做直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,
7、電流表的示數(shù)如圖乙所示,下列判斷正確的是( )
A.從0到t1時(shí)間內(nèi),升降機(jī)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),升降機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.從t1到t2時(shí)間內(nèi),重球處于超重狀態(tài)
D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),升降機(jī)可能靜止
解析: 由壓敏電阻的特點(diǎn)知,0到t1時(shí)間內(nèi)電流I最大,壓敏電阻的阻值最小,故所受的壓力最大、恒定,故升降機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;t1到t2時(shí)間內(nèi),I均勻減小,所以壓敏電阻所受的壓力均勻減小,但壓力仍大于重力,所以升降機(jī)做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤,C正確.由于升降機(jī)一直加速,所以t2到t3時(shí)間內(nèi),升降機(jī)不可能靜止,而應(yīng)該是做勻速直線運(yùn)動(dòng).
答案:
8、 C
8.如右圖所示,一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體,以速度v勻速上升.已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R,電源電動(dòng)勢(shì)為E,通過(guò)電源的電流為I,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻,則( )
A.電源內(nèi)阻r=-R
B.電源內(nèi)阻r=-
C.如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變大
D.如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸被卡住而停止轉(zhuǎn)動(dòng),較短時(shí)間內(nèi)電源消耗的功率將變小
解析: 由于電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件,歐姆定律不再適用,電動(dòng)機(jī)的輸入功率P1=UI.熱功率P2=I2R,輸出功率P3=mgv,P1=P2+P3,可解得:U=IR+,又由閉合電路歐姆定律得:E=U+I(xiàn)r,解得:r=--R;當(dāng)電動(dòng)
9、機(jī)被卡住時(shí),電動(dòng)機(jī)變成純電阻元件,總電流I總=,電流增大,故電源消耗的功率P增大,所以選項(xiàng)C正確.
答案: C
9.如右圖所示是電容器充、放電電路.配合電流傳感器,可以捕捉瞬間的電流變化,并通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)出電流隨時(shí)間變化的圖象.實(shí)驗(yàn)中選用直流8 V電壓,電容器選用電解電容器.先使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,這個(gè)過(guò)程可瞬間完成.然后把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S擲向2端,電容器通過(guò)電阻R放電,傳感器將電流傳入計(jì)算機(jī),圖象上顯示出放電電流隨時(shí)間變化的I-t曲線.以下說(shuō)法正確的是( )
A.電解電容器用氧化膜做電介質(zhì),由于氧化膜很薄,所以電容較小
B.隨著放電過(guò)程的進(jìn)行,該電容器兩極板
10、間電壓逐漸增大
C.由傳感器所記錄的該放電電流圖象不能估算出該過(guò)程中電容器的放電電荷量
D.通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以估算出該電容器的電容值
解析: 電容是用來(lái)描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,大小與氧化膜厚度無(wú)關(guān),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由U=可知,因電容器電容不變,放電過(guò)程中電容器所帶電量逐漸減小,所以電容器兩端電壓逐漸減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由I=,再結(jié)合放電電流隨時(shí)間變化的I-t曲線可知選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)I-t曲線可求出放電過(guò)程中通過(guò)電阻的電量,再由電容器放電瞬間電壓與電源電壓相等,根據(jù)C=即可求出電容器的電容值,選項(xiàng)D正確.
答案: D
10.有一種測(cè)量人體重的電子秤,其原理圖如右圖中的虛線框內(nèi)所示,它主要
11、由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表).設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì),已知理想電流表的量程為3 A,電源電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻為2 Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω).下列說(shuō)法正確的是( )
①該秤能測(cè)量的最大體重是1 400 N?、谠摮幽軠y(cè)量的最大體重是1 300 N?、墼摮恿憧潭染€(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.375 A處?、茉摮恿憧潭染€(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤(pán)0.400 A處
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
12、
解析: 電路中允許的最大電流為3 A,因此根據(jù)閉合電路歐姆定律,壓力傳感器的最小電阻應(yīng)滿(mǎn)足R+2=,R最小為2 Ω,代入R=30-0.02F,求出最大F=1 400 N,①項(xiàng)正確,②項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)F=0時(shí),R=30 Ω,這時(shí)電路中的電流I= A=0.375 A,③項(xiàng)正確,④項(xiàng)錯(cuò)誤,故選項(xiàng)A對(duì).
答案: A
11.如圖甲所示,R為電阻箱(0~99.9 Ω),置于阻值最大位置,Rx為未知電阻,(1)斷開(kāi)S2,閉合S1,逐次減小電阻箱的阻值,得到一組R、I值,并依據(jù)R、I值作出了如圖乙所示的R-圖線,(2)斷開(kāi)S2,閉合S1,當(dāng)R調(diào)至某一位置時(shí),電流表的示數(shù)I1=1.0 A;保持電阻箱的位置不變
13、,斷開(kāi)S1,閉合S2,此時(shí)電流表的示數(shù)為I2=0.8 A,據(jù)以上數(shù)據(jù)可知( )
A.電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V
B.電源內(nèi)阻為0.5 Ω
C.Rx的阻值為2 Ω
D.S1斷開(kāi)、S2接通時(shí),隨著R的減小,電源輸出功率減小
解析: 由I=得R=-r,則R-圖象的斜率k=E=2.0 V,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;R軸截距的絕對(duì)值等于內(nèi)阻r,即r=0.5 Ω,B選項(xiàng)正確;S2斷開(kāi),S1閉合時(shí),R+r=;S1斷開(kāi),S2閉合時(shí),Rx+R+r=,所以,Rx=-=0.5 Ω,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;因Rx=r,所以,電路中的外電阻大于內(nèi)阻,隨著R的減小,電源輸出功率將增大,R=0時(shí),電源輸出功率最大,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:
14、 B
二、非選擇題
12.右圖電路中R1=12 Ω,R2=6 Ω,滑動(dòng)變阻器R3上標(biāo)有“20 Ω,2 A”字樣,理想電壓表的量程有0~3 V和0~15 V兩擋,理想電流表的量程有0~0.6 A和0~3 A兩擋.閉合開(kāi)關(guān)S,將滑片P從最左端向右移動(dòng)到某位置時(shí),電壓表、電流表示數(shù)分別為2.5 V和0.3 A;繼續(xù)向右移動(dòng)滑片P至另一位置,電壓表指針指在滿(mǎn)偏的1/3,電流表指針指在滿(mǎn)偏的1/4,求:
(1)此時(shí)電流表示數(shù);
(2)電源的電動(dòng)勢(shì).
解析: (1)滑片P向右移動(dòng)的過(guò)程中,電流表示數(shù)在減小,電壓表示數(shù)在增加,由此可以確定電流表量程選取的是0~0.6 A,電壓表量程選取的是0~15 V,所以電流表的示數(shù)為×0.6 A=0.15 A.
(2)電壓表的示數(shù)為×15 V=5 V;當(dāng)電壓表示數(shù)U1=2.5 V時(shí),電流表示數(shù)I1=0.3 A,得
E=U1+I(xiàn)1R1+r
當(dāng)電壓表示數(shù)U2=5 V時(shí),I2=0.15 A得
E=U2+I(xiàn)2R1+r
所以解方程組得:E=7.5 V.
答案: (1)0.15 A (2)7.5